碳纤维助力低空经济，eVTOL需求激增22倍

碳纤维助力低空经济，eVTOL需求激增22倍

随着低空经济的蓬勃发展，碳纤维复合材料（CFRP）凭借其独特优势，正成为低空飞行器制造的关键材料。从无人机到电动垂直起降飞行器（eVTOL），碳纤维的应用不仅大幅减轻了飞行器重量，还显著提升了性能和经济效益。这一技术进步正为低空经济的高质量发展注入强劲动力。

碳纤维是一种含碳量在90%以上的高强度、高模量纤维，具有密度低、比强度大、比模量高等特性。其抗拉强度可达钢的7-9倍，弹性模量高出钢的数倍。此外，碳纤维还具有出色的耐腐蚀性和耐疲劳性，能够在恶劣环境中保持稳定的性能。这些特性使得碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic, CFRP）成为低空飞行器制造的首选材料。

在低空经济领域，无论是载人飞行器如eVTOL（电动垂直起降飞行器）还是无人机（消费级、工业级），对材料的性能要求，不仅需要具备轻量化、高强度的特性，还要满足复杂环境下的使用需求。碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic, CFRP）成为低空飞行器制造的首选材料，对提升低空飞行器性能、降低能耗等方面具有重要意义。

在无人机领域，碳纤维复合材料广泛应用于机身、旋翼、机翼、舵面、发动机部件等关键部位。以小鹏汇天的旅航者X2为例，整机采用全碳纤维结构设计，能够搭载两名乘客，并拥有最大200公斤的载重能力。旋翼桨叶选用了航空业目前最先进的碳纤维环氧树脂基复合材料，具有高刚度与低质量的特性，不仅缩短了电机驱动旋翼的控制响应时间，提升了飞行品质，还极大地增强了旋翼桨叶的气动弹性稳定性。此外，该桨叶采用了碳纤维铺层结构，即使遭遇硬物碰撞，也仅会导致表面和桨缘的划伤，而不会影响飞行的安全性。旅航者X2的起落架材料主要为碳纤维和玻璃纤维，其中，碳纤维复合材料主要用于保证起降所需要的强度。

在eVTOL飞行器领域，碳纤维复合材料的应用更为广泛。据统计，eVTOL飞行器中碳纤维复合材料使用量占比达75%以上，远超传统大飞机。单台eVTOL飞行器对碳纤维的需求量在100公斤至400公斤之间，其中，约75-80%用于eVTOL的结构部件和推进系统，其次为横梁、座椅结构等内部应用占 12-14%，电池系统、航空电子设备和其他小型应用占8-12％。Stratview Research的数据显示，eVTOL飞行器对复合材料的需求将在未来六年内大幅增长，预计将从2024年的约110万磅（约500吨）激增至2030年的2590万磅（约11750吨），增长幅度约22.5倍。

随着低空经济的快速发展，碳纤维在飞行器中的应用正迎来前所未有的机遇。预计到2030年，eVTOL对碳纤维的需求将增长22.5倍，年化增长率高达69%。据赛奥碳纤维预测，航空航天碳纤维需求量将从2023年的22000吨增长到2030年的48635吨，年化增长率为12%。其中，eVTOL将成为重要的需求来源，占比有望达到24.2%。

国内多家企业在碳纤维复合材料领域积极布局，为低空飞行器制造提供有力支持。例如：

• 恒神股份获得碳纤维复合材料无人机机翼专利，创新性采用多墙式结构设计和RTM一体成型工艺
• 中复神鹰产品已应用于多家飞行器企业，并持续扩大产能
• 光威复材具备从原丝到复合材料的完整产业链
• 中航高科已为低空电动飞行器头部企业提供复合材料原材料

碳纤维复合材料在低空飞行器中的应用，不仅推动了整个行业的升级，也为未来的绿色航空发展奠定了坚实基础。随着技术的不断进步和成本的持续降低，碳纤维有望成为未来飞行器的标配材料，助力低空经济实现高质量发展。